关于城市跨江大桥引桥结构选型探讨

肖留华

（江西省樟树市交通运输局，江西 樟树 331200）

0 引言

随着经济的发展，国内城市跨江跨河大桥工程如雨后春笋般拔地而起。这些工程大部分均有悬索桥、斜拉桥或拱桥等特大跨径主桥，针对主桥的选型研究相对比较完善[1]。然而关于引桥选型的研究却相对较少。引桥造价一般占整个桥梁工程造价的一半及以上，且造型对整个工程的景观效果也有较大影响。因此，对跨江大桥引桥结构进行选型确定合理结构显得至关重要。

本文以樟树市赣江二桥引桥为例，探讨不同引桥方案在该项目中的优劣性，以期在安全可靠的结构受力、施工方法和合理的经济指标之间寻求一个最佳方案。

1 工程概况

樟树市赣江二桥工程路线全长4.2 km，其中主桥为主跨400m桥长736m的双塔斜拉桥。引桥总长约为1.8 km，大部分位于河道中和誉家洲上，引桥工程建安费占桥梁工程费接近一半[2]。

主要技术指标：设计荷载为公路—Ⅰ级；主线设计速度采用60 km/h；引桥横向标准布置为：0.5m（防撞栏杆）+0.75m（检修道）+11.75m（机动车道）+0.5 m（中央隔离墩）+11.75 m（机动车道）+0.75 m（检修道）+0.5m（防撞栏杆）=26.5m。

2 引桥结构方案分析

2.1 设计构思

桥型方案选择时应考虑到整个工程的组织实施，桥位桥头区段场地条件，节段运输和临时施工机具设备、材料运输、堆放问题，以及是否需要在水上拼装大型架桥设备（如采用移动模架、临时托架如何转运）等。

引桥在结构形式上属于多次重复，任何一个构造细节的变化所带来的投资上的变化都会使得总的投资估算发生显著变化。因此，引桥在结构尺寸的拟定上应充分注意这一特点。

充分重视景观设计，力求造型美观，全线各区段应风格一致，横断面形式基本相同，立面线形流畅，总体上与周围环境相协调。

借鉴国内大型桥梁工程的建桥实例及成功经验，结合桥位特点，认真分析和深入研究结合桥梁结构，确定合理经济的桥跨布置。

2.2 引桥上部结构形式分析

（1）混凝土连续箱梁结构：预应力混凝土箱梁是成熟、普遍的桥梁主梁形式，可适应多种跨度的桥梁结构，在众多工程中得到了广泛运用。箱梁截面抗扭刚度大、受力特性好，且体内预应力、体内与体外预应力相结合或体外预应力技术均适用。施工方法灵活，可以采用现浇或预制拼装。混凝土连续梁结构形式多样、适应性强，可根据桥梁宽度采用单箱单室或单箱多室箱梁结构，根据桥梁跨度采用钢筋混凝土连续梁或预应力混凝土连续梁。

（2）预制后张预应力混凝土T梁结构：T梁结构也是较为常用的引桥结构形式，其设计和施工经验成熟，适用跨径范围较大，最大跨径达50m左右。主梁为预制构件，可在工厂或施工现场预制，采用梁上运梁、架桥机安装的施工方案，待主梁安装完毕后，浇筑现浇段连成整体。T梁的优点是造价较低，施工方便，施工进度快，对变宽度桥面的适应性较强；缺点是景观效果一般。

（3）钢－混凝土结合梁：钢—混凝土结合梁是一种充分发挥混凝土和钢材不同力学材料性能的桥梁结构，其优点是结构自重轻、下部结构工程量少，同时在施工时具有吊装重量轻、施工速度快等特点，但缺点为造价稍高。另外，从结构受力性能上来看，连续结合梁承受负弯矩的能力较差，需采取一定的设计和施工措施，具有一定的技术难度。

（4）预制后张预应力混凝土简支小箱梁：预制小箱梁结构简单，设计经验成熟，经济指标较低，结构刚度较大，抗扭性能较好，可采用工厂或现场预制，安装完成后浇筑纵向及横向接缝，张拉墩顶纵向预应力钢束，简支变连续形成连续梁结构。小箱梁适用的最大跨径为40m。

（5）预制先张预应力混凝土空心板梁：空心板梁结构是目前采用较多的高架、跨线桥等桥梁结构形式，其结构高度低，工厂化程度高，运输、吊装方便，对地面交通影响较小，工程造价低，已在许多现有高架、立交上广泛运用。但是，由于空心板梁高较低，限制了跨径的增加，目前通常最大跨径25m。另外，桥墩处需设置盖梁，景观效果一般。

对于赣江二桥引桥工程而言，赣江南支河道大部分区域经常性处于无水状态，根据已建大桥的建设经验，其经济跨径应该在30～50m之间。结合防洪需求，誉家洲及赣江南支中的桥跨布置取为50m，而岸上引桥直接采用30m跨布置。

通过对各种桥型结构的经济和性能比较见表1，可以看出，空心板梁和小箱梁虽然施工快捷，工程造价较低，但其最大跨径小于50m，因此不能满足跨径要求；钢－混凝土结合梁结构施工方便、受力性能好，但经济性稍差，且施工技术难度较高。

而简支T梁施工快捷，工程造价较低，外形一般；现浇混凝土连续箱梁结构，虽然工程造价稍高但其受力性能好，外形简洁、整体轻盈、柔和，线条流畅。两个方案施工技术均很成熟，优缺点基本相当，且均能满足桥梁布跨要求。

但上述的对比只限于上部结构，引桥工程造价还包含下部结构部分，仍需对总体造价的经济性进行对比。

表1 结构经济、性能比较表

2.3 引桥结构经济性分析

根据已建大桥工程研究结论，在深水近海区域的桥梁，下部结构施工措施较高，增大桥梁跨径布置后，虽然材料费有所增大，但基础数量减少，措施费降低，桥梁总的建安费不一定增大。钢－混凝土结合梁的跨越能力最强，因此下部结构的造价会相应较少。为综合考虑引桥工程上下部总体造价经济性，针对满足跨径要求的预制T梁、现浇混凝土连续箱梁及钢－混凝土结合梁的三种桥型进行比较，。对于T梁方案，选择50m跨进行比较；对于预应力混凝土梁，选择50m、60m、70m三种跨径进行比较；对于钢－混凝土结合梁，选择50m、60m、70m、80m四种跨径进行比较，如图1～图3所示。经济性比较仅考虑主材，下部结构桥墩高度统一按10m计，不计附属结构，方案汇总见表2。

图1 T梁方案示意图（单位：mm）

各方案经济性比较如图4所示，由比较可知，50m T梁方案和50m现浇箱梁方案的造价相对最低。因此，这两个方案是最为适合该项目的引桥方案。但由于这两个方案的经济性存在较多的前提和假设，故仍需代入实际工程情况进行同深度比较。

方案序号施工方法1 4×50m方案名称桥梁面积/m2梁高/m墩柱形式承台尺寸/（m×m×m）桩基础ø1.5 2.5 4根 预制安装2 4×50m T梁 5 300 2.8 双墩柱 6.5×6.5×2.5 4根 支架现浇3 4×60m箱梁 5 300 2.8 双墩柱 6.5×6.5×3.0 5根 支架现浇4 4×70m箱梁 6 360 3.6 双墩柱 8.3×8.3×3.0 6根 支架现浇5 4×50m箱梁 7 420 4.0 双墩柱 10.0×6.5×3.0 6根 预制安装6 4×60m结合梁 5 300 2.8 单墩柱 10.0×6.5×3.0 7根 预制安装7 4×70m结合梁 6 360 3.6 单墩柱 10.0×9.0×3.0 8根 预制安装8 4×80m结合梁 7 420 4.0 单墩柱 10.0×9.0×结合梁 8 480 4.5 单墩柱 13.75×9.0×3.0 10根 预制安装

3 引桥设计方案对比分析

图4 各方案经济性比较图

赣江二桥引桥工程分为北岸引桥和南岸引桥。针对上述两种引桥方案采用相同的布跨形式。北岸引桥共2联，跨径布置为4×30m+5×30m=270m；南岸引桥共9联，跨径布置为2×（4×50m）+2×50m+3×（4×50 m）+3×51 m+（33+54+33）m+5×30 m=1 523m。引桥除跨越岸上滨江大道采用54m跨外，其余50m跨为江中段，30m跨为岸上段。横断面除誊家洲匝道桥处桥面由26.5m变为47.911m外，其余为等宽度26.5m。

引桥两个设计方案的特点见表3，两个方案布跨完全相同。两个方案均为常用结构，受力性能合理，施工工艺成熟。T梁采取预制安装的施工工艺，施工质量容易控制，施工方便，施工速度快，而连续箱梁采用现浇工艺，对施工质量要求高，施工速度相对较慢；连续梁结构的外观、受力性能及行车舒适性等优于T梁结构，T梁结构虽然外形一般，但受力性能及行车舒适性也能满足使用要求，且为一种常用结构；在造价方面，连续箱梁方案比T梁方案高14%，T梁方案具有优势。

表3 引桥方案比较表

但由于赣江二桥为城市桥梁，对景观效果要求较高，连续箱梁结构兼顾了经济性和景观要求，因此引桥推荐连续箱梁结构。

4 结 语

在大跨径桥梁建设越发成熟的今天，引桥工程的选型问题往往容易被忽略。引桥工程的建安费占整个工程费用的比例越来越大，引桥方案更应根据不同地域特征和要求，将桥梁结构的经济实用性和美观适用性有机结合起来，确定合理、最优的方案。

借助樟树市赣江二桥引桥工程，详细分析了选型过程，不仅定性分析了各种常用引桥上部结构优劣性，还对经济指标给出了定量分析。最后回归到工程实际，找出最合适的引桥方案。